畢業(yè)論文86683

1、上饒師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 系別： 專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 上饒師范學(xué)院教務(wù)處××××年××月鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式淺析摘要：分析了鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的各種起動(dòng)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)，降壓起動(dòng)，星行(Y)-三角形()變換降壓?jiǎn)?dòng)，自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng),軟起動(dòng)，變頻起動(dòng)。通過分析可以知道各種起動(dòng)方式的方法及優(yōu)缺點(diǎn)，為我們對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式的選擇提供了一定的作用。 關(guān)鍵字：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，直接起動(dòng)，降壓起動(dòng)，軟起動(dòng) Squirrel-cage asynchronous motor sta

2、rting way is analysedAbstract the author analyzes the squirrel-cage asynchronous motor and its advantages and disadvantages of different kinds of starting, step-down start, star line (Y) - triangle (delta) transform step-down start, autotransformer step-down start, soft start, inverter starting. Thr

3、ough the analysis can know all kinds of way of starting methods and the advantages and disadvantages, the choice of motor start way for us to provide the certain effect.  Key wordssquirrel-cage asynchronous motor, the direct starting, step-down start, soft start.目錄鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式淺析2 摘要2關(guān)鍵字2 Abstra

4、ct3Keywords3目錄4緒論5緒論 電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能?，F(xiàn)代各種生產(chǎn)應(yīng)用都采用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。有的生產(chǎn)只要一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如單軸鉆床：有的需要好幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如某些機(jī)床的主軸、刀架、橫梁以及冷卻油泵等都是由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的。 電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。電動(dòng)機(jī)是隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動(dòng)機(jī)的發(fā)展會(huì)促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的提高。從歷史的角度觀察，交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)同時(shí)存在于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。但是，由于直流電動(dòng)機(jī)擁有調(diào)速性能優(yōu)越這一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，使得在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都是采用直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的。但是與之相對(duì)應(yīng)的，由于直流電動(dòng)機(jī)的電刷與換向器故障率較高，使得直流電動(dòng)機(jī)的使

5、用環(huán)境受到了限制，其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制，直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)的需求。然而交流電動(dòng)機(jī)，特別是三項(xiàng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，運(yùn)行可靠性等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，也發(fā)揮著越來越重要的作用。 1.1研究?jī)?nèi)容和方法 1.1.1鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法 1.1.2鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)起動(dòng)方式有直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種 1.1.3 直接起動(dòng) 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)就是用開關(guān)或者接觸器把異步電機(jī)的定子繞阻直接接到額定電路上，操作方法極其簡(jiǎn)單，一般在7.5瓦特以下，異步電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)。起動(dòng)電流是額定電流的4-7倍。從

6、理論上說，只要向異步電動(dòng)機(jī)提供電源的線路和變壓器容量大于異步電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上，都可以采用直接起動(dòng)。 直接起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：電路的控制設(shè)備簡(jiǎn)單，檢測(cè)容易，可帶負(fù)載起動(dòng)。對(duì)于小功率電動(dòng)機(jī)來說，直接起動(dòng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)于較大功率電動(dòng)機(jī)而言。這種起動(dòng)方式的缺點(diǎn)是：起動(dòng)時(shí)的電流較大，若變壓器容量較小，會(huì)造成電路電壓嚴(yán)重下降，威脅其他設(shè)備的正常工作：若頻繁起動(dòng)，過大的起動(dòng)電流還會(huì)造成電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，縮短其使用壽命。同時(shí)，電機(jī)繞組在電動(dòng)機(jī)的作用下，會(huì)發(fā)生形變，可能造成短路。如下是直接起動(dòng)的圖示 2.1降壓?jiǎn)?dòng) 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)是減少起動(dòng)電流的有效方法。這種方法就是將異步電動(dòng)機(jī)接到一個(gè)較低的電壓，等

7、到它的轉(zhuǎn)速上去后再按一定的規(guī)律，將電壓提高到額定值。降壓起動(dòng)只適合于空載或輕載起動(dòng)，負(fù)載不大的情況。選擇起動(dòng)方法時(shí)，要同時(shí)校核起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。 2.2鼠籠式降壓起動(dòng)方式中經(jīng)常采用的兩種方式，即星形三角形（Y）起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。 2.2.1星形三角形（Y）起動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的時(shí)候電動(dòng)機(jī)的定子繞阻接成星形。電動(dòng)機(jī)定子繞阻的電壓低于電源電壓起動(dòng)，在起動(dòng)即將完成時(shí)，再恢復(fù)成三角形，電動(dòng)機(jī)就可以在額定電壓下工作了。這種起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流，電源電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有直接起動(dòng)的1/3，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。我們完全可以用PLC來實(shí)現(xiàn)星形和三角形之間的轉(zhuǎn)換控制。但是這種方法只能用于正常運(yùn)

8、行時(shí)為三角形接法，降壓比較固定，有時(shí)候不能工作要求，而且起動(dòng)電機(jī)接線太多，如果電動(dòng)機(jī)離起動(dòng)矩太遠(yuǎn)，需要的電纜太長(zhǎng)，花費(fèi)巨大，而且起動(dòng)時(shí)對(duì)電路也有一定的沖擊。 2.2.2自耦變壓器降壓起動(dòng)這方法用于正常運(yùn)行時(shí)，定子繞阻組接成星形而不能用星形三角形起動(dòng)，或者是容量較大鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，也用于需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的時(shí)候。起動(dòng)時(shí)，自耦變壓器高壓端接電源，低壓端杰電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)便在低于額定電壓下起動(dòng)了。等到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將自耦變壓器脫離電源和電動(dòng)機(jī)，直接與電源相接，進(jìn)入全壓運(yùn)行。自耦變壓器降壓器降壓起動(dòng)比星形一三角形起動(dòng)的價(jià)格高得多，但自耦變壓器有三個(gè)接頭，其輸出電壓80%、60%、40

9、%，可根據(jù)需要選用，使用較靈活。 它的優(yōu)點(diǎn)：是可以按允許起動(dòng)電流和所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng),定子繞組可采用Y或。缺點(diǎn)是：自耦變壓器降壓起動(dòng)需要用到自耦變壓器,自耦變壓器體積大,起動(dòng)柜需要的空間大,而且受變壓器發(fā)熱影響,自耦變壓器降壓起動(dòng)不能太頻繁。因此障率高,維修費(fèi)用高。這種方法適用于容量較大的，或正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)成星行不能采用星三角形起動(dòng)的籠式異步電動(dòng)機(jī)空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。 3.1鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)3.1.1軟啟動(dòng)器鼠籠式異步軟起動(dòng)通常稱之為軟啟動(dòng)器的電力電子裝置來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)殡娮友b置的靈活性，我們可以根據(jù)不同的要求，控制電動(dòng)機(jī)端電壓，以達(dá)到很好的起動(dòng)特性。

10、使用串聯(lián)于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電動(dòng)機(jī)的輸入電壓以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電動(dòng)機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)。 3.1.2軟啟動(dòng)器起動(dòng)方式軟啟動(dòng)器一般有下面幾種起動(dòng)方式：(1)  斜坡升壓軟起動(dòng)的輸出電壓由小到大斜坡線性上升，將傳統(tǒng)的有級(jí)降壓起動(dòng)方式變?yōu)闊o級(jí)降壓起動(dòng)方式，主要運(yùn)用于重載起動(dòng)。它的缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線形上升，對(duì)起動(dòng)不利；起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。改進(jìn)的方法是：采用雙斜坡起動(dòng):輸出電壓先迅速升至U，為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需要的最小轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的電壓值。然后按設(shè)定的速率慢慢升壓，直至達(dá)到額定電壓。初始電壓及電壓上升率可根據(jù)負(fù)載特

11、性調(diào)整。這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)是起動(dòng)電流相對(duì)較大，起動(dòng)時(shí)間相對(duì)較短。斜坡升壓軟起動(dòng)原理圖如圖1(2) 斜坡恒流軟起動(dòng)這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的前階段電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持不變，直到起動(dòng)結(jié)束。起動(dòng)過程中，電流上升變化速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可以按需要調(diào)整起動(dòng)電流的限定值，缺點(diǎn)是由于在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，所以我們不能充分利用降壓空間，會(huì)損失起動(dòng)力矩。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。斜坡恒流軟起動(dòng)原理圖如圖2。(3)  轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)這種啟動(dòng)方式主要用

12、于重載起動(dòng)，是按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩線形上升的規(guī)律來控制輸出電壓。它的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)平滑、柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有利，同時(shí)減少對(duì)電網(wǎng)沖擊，是最優(yōu)的重載啟動(dòng)方式之一，缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。轉(zhuǎn)距起動(dòng)方式原理圖如圖3。(4) 轉(zhuǎn)矩加突跳控制啟動(dòng)方式這種啟動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)相同，也使用在重載啟動(dòng)的場(chǎng)合，比如皮帶傳輸機(jī)、擠壓機(jī)、攪拌機(jī)等，由于其靜阻力矩較大，必須施加一個(gè)短時(shí)的大啟動(dòng)力矩，克服大的靜摩擦力，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短啟動(dòng)時(shí)間。轉(zhuǎn)矩突跳這種啟動(dòng)方式所提供的輔助突跳力矩所需電流可達(dá)到滿載電流的500%，突跳啟動(dòng)時(shí)間可在02秒內(nèi)選擇，但是突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負(fù)荷，使用時(shí)應(yīng)特別注意5。轉(zhuǎn)矩加突跳控制啟動(dòng)方

13、式原理圖如圖4。 3.13軟起動(dòng)的主要功能和特點(diǎn)1. 軟起動(dòng)功能 （1）控制電動(dòng)機(jī)平滑起動(dòng)，減小沖擊電流，避免沖擊電網(wǎng) （2）軟停車功能 （3）具有缺相、相序、過熱、起動(dòng)過程過流，運(yùn)行過程過流 過載的檢測(cè)及保護(hù)功能。 3.1.4軟起動(dòng)的特點(diǎn)電子軟起動(dòng)器相對(duì)于傳統(tǒng)的起動(dòng)方式，其突出的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:1電力半導(dǎo)體開關(guān)是無電弧開關(guān)和電流連續(xù)的調(diào)節(jié)，所以電子軟起動(dòng)器是無級(jí)調(diào)節(jié)的，能夠連續(xù)穩(wěn)定調(diào)節(jié)電機(jī)的起動(dòng)，而傳統(tǒng)起動(dòng)的調(diào)節(jié)是分檔的，即屬于有級(jí)調(diào)節(jié)范圍。    2沖擊轉(zhuǎn)矩和沖擊電流小。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，是通過逐漸增大晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流限制在設(shè)定值以內(nèi)，因而沖擊電

14、流小 ，也可控制轉(zhuǎn)矩平滑上升，保護(hù)傳動(dòng)機(jī)械、設(shè)備和人員。    3軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。    4根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流，節(jié)省電能。    5由于采用微機(jī)控制，可在起動(dòng)前對(duì)主回路進(jìn)行故障診斷，且數(shù)字化的控制具有較穩(wěn)定的靜態(tài)特性，不易受溫度、電源電壓及時(shí)間變化等因素的影響，因此提高了系統(tǒng)的可靠性，有助于系統(tǒng)維護(hù).    同時(shí)，軟起動(dòng)器還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制，為自動(dòng)化控制打下良

15、好的基礎(chǔ)。 結(jié)語(yǔ) 綜上所述,鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式非常多,且都有一定的應(yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)缺點(diǎn)。如果選擇的起動(dòng)方法不當(dāng),起動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重干擾,特別是大功率電動(dòng)機(jī)的重載起動(dòng),可能對(duì)設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅。所以為了保證起動(dòng)控制電路的電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)、安全運(yùn)行,必須針對(duì)具體使用情況對(duì)起動(dòng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)籌考慮,合理、科學(xué)的選擇合理正確的起動(dòng)方式和相應(yīng)的起動(dòng)設(shè)備。 參考文獻(xiàn) 1 李鳳林，電工基礎(chǔ)知識(shí)M.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006. 2秦曾煌，姜三勇，電工學(xué)（第七版）.高等教育出版社，2009.6 3李曉鋼異步電動(dòng)機(jī)晶閘管軟起動(dòng)器的應(yīng)用探討M企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2006，（8） 4周紹敏.電工基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2001. 致謝本論文是在導(dǎo)師楊靜的細(xì)細(xì)指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，